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電極對(duì)數(shù)和注入臭氧氣體濃度對(duì)靛藍(lán)胭脂紅分解的影響
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電極對(duì)數(shù)和注入臭氧氣體濃度對(duì)靛藍(lán)胭脂紅分解的影響
臭氧泡脈沖放電分解靛藍(lán)胭脂溶液:電極對(duì)數(shù)和注入臭氧氣體濃度的影響研制了由臭氧發(fā)生器、噴射器和脈沖放電裝置組成的連續(xù)水處理系統(tǒng)。我們證實(shí)了臭氧注入和放電結(jié)合對(duì)靛藍(lán)胭脂紅的分解存在協(xié)同效應(yīng)。為了更大限度地發(fā)揮協(xié)同效應(yīng)，本文研究了電極對(duì)數(shù)和注入臭氧氣體濃度對(duì)靛藍(lán)胭脂紅分解的影響。所得結(jié)果如下:(1)放電能量沒有變化，當(dāng)我們改變電極對(duì)數(shù)時(shí)。然而，由于放電概率的增加，平均功率隨著電極對(duì)數(shù)量的增加而增加。大量的電極對(duì)靛胭脂分解,導(dǎo)致了一個(gè)積極的影響(2)協(xié)同注入臭氧氣體濃度的增加而增加,(3)減少臭氧氣泡大小和數(shù)量的增加由脈沖放電生成臭氧氣泡的原因不是協(xié)同效應(yīng)的增加,和(4)我們確認(rèn)的哦(309海里),Hα(656海里)和O(777海里)注入臭氧氣體濃度的增加而增加。這表明脈沖放電臭氧分子自由基生成的增加是協(xié)同效應(yīng)增強(qiáng)的原因。
圖1顯示了一個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置。該系統(tǒng)包括臭氧發(fā)生器、噴射器、泵、脈沖電源和脈沖放電裝置。臭氧是用填充玻璃微珠(微珠尺寸:6 mm)的DBD裝置產(chǎn)生的。臭氧發(fā)生器由一個(gè)逆變電源(4210,NF公司)和一個(gè)升壓變壓器(YHT-15K-0.5K, Yamabishi Electric)施加交流高壓。使用高壓探頭(EP-50K，日新脈沖電子公司)測(cè)量臭氧發(fā)生器的施加電壓(V)。電荷(q)是通過(guò)積分電容器上的電壓降(0.098µF)來(lái)測(cè)量的。用V-q利薩若圖面積乘以工頻計(jì)算臭氧發(fā)生器的放電功率。臭氧氣體濃度采用紫外吸收型臭氧監(jiān)測(cè)儀測(cè)量。干燥空氣(絕對(duì)濕度:119.3 mg m−3)作為臭氧發(fā)生器的氣源。通過(guò)針閥調(diào)節(jié)臭氧發(fā)生器的氣體流量為2.0 L min−1。
為了產(chǎn)生流水，在噴射器的上游一側(cè)連接了一個(gè)泵。臭氧氣泡通過(guò)噴射器注入自來(lái)水中。噴嘴的幾何形狀如圖2所示。喉道直徑設(shè)置為3mm。收斂部分角為60°，發(fā)散部分角為45°。靛藍(lán)胭脂紅溶液在系統(tǒng)中循環(huán)。在噴射器吸氣口下游120 mm處放置一對(duì)針狀電極。針電極的更大對(duì)數(shù)為5。電極間距為20mm。針電極的間隙長(zhǎng)度固定為2mm。脈沖電壓由磁脈沖壓縮型脈沖電源(MPC3010S-50SP, Suematsu Electronics)產(chǎn)生。施加的電壓和電流由高壓探頭(EP-50K，日新脈沖電子公司)和高頻CT(型號(hào)2877，皮爾遜電子公司)測(cè)量，并帶有分流器以擴(kuò)展范圍。電壓和電流波形由示波器(TBS2104, 100MHz, 1GS/s, Tektronix)測(cè)量。通過(guò)測(cè)量脈沖放電發(fā)生次數(shù)和脈沖電壓施加次數(shù)，計(jì)算出放電概率(η)。用式計(jì)算了放電概率η、脈沖放電能量Ep和脈沖放電平均功率Pp。(1) -(3)。
結(jié)論
為了更大限度地提高OBPD處理的協(xié)同效應(yīng)，本文研究了電極對(duì)數(shù)和注入臭氧氣體濃度的影響。所得結(jié)果如下:
(1)當(dāng)我們改變電極對(duì)數(shù)時(shí)，放電能量沒有變化。然而，由于放電概率的增加，平均功率隨著電極對(duì)數(shù)量的增加而增加。即大量的電極對(duì)導(dǎo)致了正向的協(xié)同效應(yīng)。
(2)隨著注入臭氧氣體濃度的增加，協(xié)同效應(yīng)增強(qiáng)。
(3)脈沖放電產(chǎn)生臭氧氣泡尺寸的減小和臭氧氣泡數(shù)量的增加并不是靛藍(lán)胭脂紅分解協(xié)同效應(yīng)增加的原因。
(4) OBPD處理時(shí)，OH (309 nm)、Hα (656nm)和O (777 nm)均隨臭氧濃度的增加而增加。這表明脈沖放電臭氧分子自由基生成的增加是協(xié)同效應(yīng)增強(qiáng)的原因。